JP-2026514956-A - 優れた耐摩耗性およびグリップを有する車両車輪用タイヤ
Abstract
本発明は、摩耗の低減およびグリップの向上を特徴とする、冬季、オールシーズンまたは夏季用途のためのタイヤに関する。前記タイヤは、特定の共役ジエンポリマー(I)を含む架橋性エラストマー組成物から得られる架橋エラストマーコンパウンドを含むタイヤ部品を含む。
Inventors
- ダラバコ,ダヴィデ
- ルビーノ,ルシア リタ
- 橋爪 裕太
- 牛尾 孝顕
Assignees
- ピレリ・タイヤ・ソチエタ・ペル・アツィオーニ
Dates
- Publication Date
- 20260513
- Application Date
- 20240426
- Priority Date
- 20230427
Claims (18)
- 架橋性エラストマー組成物を架橋することによって得られる架橋エラストマーコンパウンドを含む少なくとも1つのタイヤ部品を含む車両車輪タイヤであって、前記架橋性エラストマー組成物が、結合共役ジエンモノマー単位を含んでおりかつ結合芳香族ビニルモノマー単位を含んでいてもよい、少なくとも1種の共役ジエンポリマー(I)を含み、前記共役ジエンポリマー(I)が、少なくとも1つの第1のポリマーセグメントおよび少なくとも1つの第2のポリマーセグメントを含み、 Y1(mol%)が、第1のポリマーセグメントの結合共役ジエンモノマー単位中のビニル単位の量であり、Y2(mol%)が、第2のポリマーセグメントの結合共役ジエンモノマー単位中のビニル単位の量であり、Y2-Y1(mol%)が15%~50%であり、 結合芳香族ビニルモノマー単位が存在する場合、X1(wt%)は、第1のポリマーセグメント中の結合芳香族ビニルモノマー単位の量であり、X2(wt%)は、第2のポリマーセグメント中の結合芳香族ビニルモノマー単位の量であり、|X1-X2|(wt%)は最大で5%であり、 i)共役ジエンポリマー(I)の計算されたガラス転移温度(Tg CALC )が-75.0℃~-30.0℃、好ましくは-72.0℃~-40.0℃であり、および/または ii)共役ジエンポリマー(I)において、第1のポリマーセグメントの計算されたガラス転移温度(Tg CALC1 )が、第2のポリマーセグメントの計算されたガラス転移温度(Tg CALC2 )よりも低く、 前記計算されたガラス転移温度が、Gordon-Taylor式に従って決定される、 車両車輪タイヤ。
- 前記結合芳香族ビニルモノマー単位が前記ポリマーセグメントの両方に存在する、請求項1に記載のタイヤ。
- 計算されたガラス転移温度(Tg CALC )が、-75.0℃~-30.0℃、好ましくは-72.0℃~-40.0℃、より好ましくは少なくとも-70.0℃、少なくとも-68℃、好ましくは最大で-42.0℃、より好ましくは最大で-44.0℃である、請求項1または2に記載のタイヤ。
- - 共役ジエンモノマー単位が、1,3-ブタジエン、イソプレン、2,3-ジメチル-1,3-ブタジエン、1,3-ペンタジエン、3-メチル-1,3-ペンタジエン、1,3-ヘキサジエン、1,3-ヘプタジエンおよびそれらの混合物から選択され、好ましくは1,3-ブタジエンであり、 - 存在する場合、芳香族ビニルモノマー単位が、スチレン、p-メチルスチレン、α-メチルスチレン、ビニルエチルベンゼン、ビニルキシレン、ビニルナフタレン、ジフェニルエチレンおよびそれらの混合物から選択され、好ましくはスチレンである、請求項1~3のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 共役ジエンポリマー(I)が、以下の特徴: - 芳香族ビニルモノマー単位、好ましくはスチレン単位が存在し、好ましくは共役ジエンモノマー単位が1,3-ブタジエンである、 - 第1のポリマーセグメントの計算されたガラス転移温度(Tg CALC1 )が、第2のポリマーセグメントの計算されたガラス転移温度(Tg CALC2 )よりも低く、前記計算されたガラス転移温度は、Gordon-Taylor式に従って決定される、 - 共役ジエンポリマー(I)の総重量に対する第1および第2のポリマーセグメントの重量の合計の%比が70%より高く、好ましくは80%より高く、より好ましくは90%より高い、 - 共役ジエンポリマー(I)における比R=r1/r2(式中、r1は第1のポリマーセグメントの重量比であり、r2は第2のポリマーセグメントの重量比である)が、0.25~4.00、好ましくは1.00~3.00、より好ましくは1.50~2.40であり、 - 芳香族ビニル単位が存在し、第1のポリマーセグメント中の芳香族ビニル単位の量X1(wt%)および第2のポリマーセグメント中の芳香族ビニル単位の量X2(wt%)が、それぞれのポリマーセグメント中少なくとも5wt%、好ましくは少なくとも7wt%、より好ましくは少なくとも9wt%、最大で30wt%、好ましくは最大で25wt%、より好ましくは最大で23wt%であり、 - 第1のポリマーセグメントの結合芳香族ビニルモノマーの量X1(wt%)と第2のポリマーセグメントの結合芳香族ビニルモノマーの量X2(wt%)の差(│X1-X2│)の絶対値が、最大で3wt%、より好ましくは最大で2.5wt%であり、 - 第1のポリマーセグメントの結合共役ジエン中のビニル単位の量Y1(mol%)が、少なくとも14mol%、好ましくは少なくとも16mol%、より好ましくは少なくとも17mol%、最大で40mol%、好ましくは最大で35mol%、より好ましくは最大で30mol%、なおより好ましくは最大で23mol%であり、 - 第2のポリマーセグメントの結合共役ジエン中のビニル単位の量Y2(mol%)が、少なくとも40mol%、好ましくは少なくとも45mol%、より好ましくは少なくとも50mol%、なおより好ましくは少なくとも55mol%、最大で65mol%、好ましくは最大で62mol%、より好ましくは最大で61mol%であり、 - 第2のポリマーセグメントの結合共役ジエン中のビニル単位の量Y2(mоl%)と、第1のポリマーセグメントの結合共役ジエン中のビニル単位の量Y1(mоl%)の差(Y2-Y1)が、20mol%~45mol%、好ましくは25mol%~45mol%である の1つ以上を特徴とする、請求項1~4のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 共役ジエンポリマー(I)において、芳香族ビニルモノマー単位が存在しかつスチレンであり、共役ジエンモノマー単位が1,3-ブタジエンであり、共役ジエンポリマー(I)のTg CALC が、-75.0℃~-30.0℃、好ましくは-72.0℃~-40.0℃であり、近似式(1A): (式中、X all( wt%)は共役ジエンポリマー(I)中の結合芳香族ビニルモノマー単位の総量であり、Y all (mol%)は、共役ジエンポリマー(I)中の結合共役ジエンモノマー単位のビニル単位の総量である) によって計算される、請求項1~5のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 共役ジエンポリマー(I)が、-75.0℃~-30.0℃、好ましくは-72.0℃~-40.0℃である、ISO 22768:2006のDSC方法に従って測定されるガラス転移温度Tg DSC を有する、請求項1~6のいずれか一項に記載のタイヤ。
- ISO 22768:2006のDSC方法に従って測定される共役ジエンポリマー(I)のガラス転移が、10.0℃より大きく15.0℃未満異なる外挿Tg DSC 開始温度および外挿Tg DSC 終了温度を有する、請求項7に記載のタイヤ。
- 共役ジエンポリマー(I)が、 - 少なくとも350,000g/mol、好ましくは少なくとも400,000、好ましくは最大で1,350,000g/mol、もしくは最大で1,000,000g/mol、より好ましくは最大で950,000g/mol、さらにより好ましくは最大で800,000g/mol、750,000g/molもしくは650,000g/molの重量平均分子量(Mw)、および/または - 少なくとも100,000g/mol、好ましくは少なくとも150,000g/mol、より好ましくは少なくとも200,000g/mol、最大で1,000,000g/mol、好ましくは最大で700,000g/mol、より好ましくは最大で500,000g/molの数平均分子量(Mn)、および/または - 少なくとも1.30、好ましくは少なくとも1.40、最大で2.20、好ましくは最大で2.00の多分散指数(Mw/Mn) を有し、前記MwおよびMnがGPCによって測定される、請求項1~8のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 共役ジエンポリマー(I)が窒素含有修飾基を含み、少なくとも60%、好ましくは少なくとも65%、より好ましくは少なくとも70%の修飾率を有する、請求項1~9のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 共役ジエンポリマー(I)が、以下の特徴: - 共役ジエンモノマー単位が、1,3-ブタジエン、イソプレンおよびそれらの混和物から選択され、好ましくは1,3-ブタジエンである、 - 芳香族ビニルモノマー単位が存在しかつスチレンである、 - 共役ジエンポリマー(I)の総重量に対する第1および第2のポリマーセグメントの重量の合計の%比が90%より高い、 - 第1のポリマーセグメントの第2のポリマーセグメントに対する比R=r1/r2が1.50~2.40である、 - 差の絶対値(│X1-X2│)が最大で2.5wt%である、 - 差(Y2-Y1)が25mol%~45mol%である、 - Tg CALC2 とTg CALC1 の差が少なくとも10.0℃である、 - Tg DSC が、冬用もしくはオールシーズン用タイヤで-65.0℃~-55.0℃であるか、または夏用タイヤで-55.0℃~-40.0℃である、 - 重量平均分子量(Mw)が400,000~800,000g/molである、 - 数平均分子量(Mn)が、好ましくは200,000~500,000g/molである、 - 多分散指数Mw/Mnが1.30~2.00である、 - 修飾率が少なくとも70%である の1つ以上、好ましくはすべてを特徴とする、請求項1~10のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 100phrの1種以上のエラストマーポリマー(その少なくとも20phrが請求項1~11のいずれか一項に定義される少なくとも1種の共役ジエンポリマー(I)である)、 少なくとも10phrの補強充填材、および 少なくとも0.1phrの加硫剤 を少なくとも含む、架橋性エラストマー組成物。
- - 100phrの1種以上のエラストマーポリマー(その少なくとも30phrまたは40phr、好ましくは少なくとも50phrまたは60phrまたは70phr、より好ましくは少なくとも80phrまたは90phr以上が少なくとも1種の共役ジエンポリマー(I)である)、 - 10phr~150phr、10phr~120phr、または10phr~90phrの少なくとも1種の補強充填材、 - 0.1phr~10phr、0.2phr~10phr、1phr~10phr、または1.5phr~5phrの少なくとも1種の加硫剤 を含む、請求項12に記載の架橋性エラストマー組成物。
- - 100phrの1種以上のエラストマーポリマー(その少なくとも50phrが共役ジエンポリマー(I)であり、共役ジエンポリマー(I)が-72.0℃~-40.0℃、好ましくは-65.0℃~-55.0℃のTg DSC を有する)、 - 少なくとも50phr、好ましくは80~130phrの少なくとも1種の補強充填材、好ましくはシリカ、 - 少なくとも10phr、好ましくは15~25phrの可塑剤、好ましくは油、 - 任意選択で、少なくとも20phr、好ましくは30~40phrの樹脂、 - 任意選択で、少なくとも10phr、好ましくは15~25phrの液状ポリマー、 - 少なくとも0.2phr、好ましくは0.5~1.0phrの加硫剤、好ましくは硫黄、 - 少なくとも0.5phr、好ましくは0.8~1.5phrの1種以上の加硫促進剤 を含む、冬季またはオールシーズン用の、請求項13に記載の架橋性エラストマー組成物。
- - 100phrの1種以上のエラストマーポリマー(その少なくとも50phrが共役ジエンポリマー(I)であり、共役ジエンポリマー(I)が-55.0℃~-20.0℃、好ましくは-55.0℃~-40.0℃のTg DSC を有する)、 - 少なくとも50phr、好ましくは70~110phrの補強充填材、好ましくはシリカ、 - 少なくとも10phr、好ましくは15~25phrの可塑剤、好ましくは油、 - 任意選択で、少なくとも10phr、好ましくは15~25phrの樹脂、 - 任意選択で、少なくとも5phr、好ましくは10~20phrの液状ポリマー、 - 少なくとも0.5phr、好ましくは1.0~2.0phrの加硫剤、好ましくは硫黄、 - 少なくとも1phr、好ましくは3~4phrの1種以上の加硫促進剤 を含む、夏季用の、請求項13に記載の架橋性エラストマー組成物。
- 請求項12~15のいずれか一項に記載の架橋性エラストマー組成物を架橋することによって得られる架橋エラストマーコンパウンドを含む、好ましくはそれから本質的になる、より好ましくはそれからなるタイヤ部品であって、前記部品が、トレッドバンド、下層、摩損防止ストリップ、サイドウォール、サイドウォールインサート、ミニサイドウォール、ライナー、アンダーライナー、ゴム層、ビード充填材、ビード補強層(フリッパー)、ビード保護層(チェーファー)およびシートから選択される、タイヤ部品。
- 請求項16に記載の少なくとも1つのタイヤ部品を含む車両車輪タイヤであって、前記タイヤ部品が好ましくはトレッドバンドである、車両車輪タイヤ。
- 冬季用、オールシーズン用または夏季用の、請求項1~11のいずれか一項または請求項17に記載の車両車輪タイヤ。
Description
本発明は、車両車輪用タイヤ、特に自動車用タイヤに関する。特に、本発明は、冬季、オールシーズンまたは夏季用途のための摩耗の低減を特徴とするタイヤに関し、前記タイヤは、特定の共役ジエン系ポリマーを含む架橋性エラストマー組成物から得られる架橋性エラストマーコンパウンドを含むタイヤ部品(tyre component)を含む。 特許文献US20050203251A1、US20090036567A1、JP11189616A、EP1457501A1は、共役ジエンポリマーの活性末端を、アミノ基およびシリカを含むアルコキシシランと反応させることによって得られる修飾共役ジエンポリマーを含むゴム組成物を開示している。 US2019023880A1は、ビニル含有量が低く、ガラス転移温度(Tg)が最大で-60℃である修飾共役ジエンポリマーを含むゴム組成物を開示している。 US2021284827A1は、修飾共役ジエンポリマーのブレンド、特に少なくとも-20.0℃のTgを有するポリマーAと、高度に分岐し、最大で-25℃のTgを有するポリマーBとのブレンドを含むゴム組成物を開示している。 上述したポリマーは、異なる微細構造を有しかつ異なるTgを特徴とする2つのセグメントを含むポリマー鎖を含まず、むしろ従来のランダムスチレン-ブタジエン修飾コポリマーである。 本出願人によれば、公知のゴム組成物の物理的性質には、耐摩耗性およびグリップの点で向上の余地が残されている。 一般的な定義 本明細書および以下の特許請求の範囲の文脈において、用語「phr」(ゴム百分率)は、乾燥エラストマーポリマー100重量部あたりの特定の成分の重量部を意味する。 特に断らない限り、すべてのパーセンテージは重量パーセンテージとして表される。 「エラストマー組成物」という用語は、少なくとも1種のジエンエラストマーポリマーと1種以上の添加剤を含む組成物を指し、これは、混合することにより、タイヤ部品に使用するのに適したエラストマーコンパウンドを提供する。 エラストマー組成物の成分は、一般にすべて同時に混合機に導入されるのではなく、典型的には順次添加される。特に、加硫添加剤、例えば加硫剤ならびに任意選択で促進剤および遅延剤は、通常、すべての他の成分の組み込みおよび加工より下流の段階で添加される。中間または最終エラストマーコンパウンドでは、エラストマー組成物の個々の成分は、他の成分との相互作用、熱および/または機械的加工によって全体的または部分的に変換されている可能性があるため、必ずしも未変化のままであるわけではなく、個々に追跡可能であるわけではない。本明細書における「エラストマー組成物」という用語は、それらがすべて実際に同時に存在するかどうか、順次導入されるかどうか、または最終エラストマーコンパウンドもしくはタイヤにおいてその後追跡可能であるかどうかにかかわらず、エラストマーコンパウンドの調製で添加されるすべての成分の全体を含むことを意図する。 「架橋性エラストマー組成物」という用語は、少なくとも1種のエラストマージエンポリマー、補強充填材、および加硫剤を含むエラストマー組成物を指す。 「エラストマーコンパウンド」という用語は、少なくとも1種のエラストマージエンポリマーと、タイヤ用コンパウンドの調製に一般的に使用される添加剤の少なくとも1種とを、特定の圧力および温度条件で混合し、好ましくは加熱することによって得ることができる混合物を意味する。 「加硫または架橋エラストマーコンパウンド」という用語は、エラストマーコンパウンドを架橋または硫黄硬化させることによって得ることができる材料を意味する。 「共役ジエンポリマー」という用語は、少なくとも1種が共役ジエン(共役ジオレフィン)である1種以上のモノマーの重合に由来するポリマーまたはコポリマーを指す。 「エラストマーポリマー」という用語は、加硫後、室温で元の長さの少なくとも2倍まで繰り返し延伸することができ、引張荷重を除去すると実質的に直ちにほぼ元の長さに力強く戻る天然または合成ポリマーを意味する(ASTM D1566-11 Standard terminology relating to Rubberに定義される通り)。 「加硫」という用語は、例えば硫黄系加硫剤によって誘導される天然または合成ゴムの架橋反応を指す。 「生またはグリーン」という用語は、未だ加硫されていない材料、コンパウンド、部品またはタイヤを指す。 「加硫剤」という用語は、天然または合成ゴムを、分子間および分子内架橋の三次元ネットワークの形成によって弾性および耐性のある材料に変換することができる架橋剤を指す。 「加硫促進剤」という用語は、加硫プロセスの持続時間および/または操作温度を低下させることができる化学剤、例えばTBBS、スルフェンアミド類全般、チアゾール類、ジチオホスフェート類、ジチオカルバメート類、グアニジン類、および硫黄供与体、例えばチウラム類を指す。 「加硫活性剤」という用語は、硬化をさらに促進し、硬化をより短時間で、任意選択でより低温で行わせることができる化学剤を指す。活性剤の例は、ステアリン酸-酸化亜鉛系である。 「加硫遅延剤」という用語は、硬化反応の開始を遅延させる、および/または望ましくない二次反応を抑制することができる化学剤、例えばN-(シクロヘキシルチオ)フタルイミド(CTP)を指す。 「硬化系」という用語は、少なくとも1種の加硫剤、ならびに任意選択で促進剤、遅延剤および加硫活性化剤を含む化学剤の系を指す。 「補強充填材」という用語は、好ましくはカーボンブラック、従来のシリカ、例えば強酸で沈殿させた砂状シリカ、好ましくは非晶質、珪藻土、炭酸カルシウム、二酸化チタン、タルク、アルミナ、アルミノケイ酸塩、カオリン、ケイ酸塩繊維およびそれらの混合物から選択される、タイヤの機械的性質を向上させるために業界で一般的に使用される補強材を指す。 「白色充填材」という用語は、酸処理および/または誘導体化によって修飾されてもよいセピオライト、アタパルジャイトとしても公知のパリゴルスカイト、モンモリロナイト、ハロイサイトなどの従来のシリカおよびケイ酸塩から選択される、業界で使用される従来の補強材を指す。通常、白色充填材は表面のヒドロキシル基を有する。 「混合段階1」という用語は、段階2でフィードされる加硫剤を除き、1種以上の添加剤を特定の圧力および温度条件で混合し、任意選択で加熱することによって組み込むことができるエラストマーコンパウンド調製方法における工程を指す。混合段階1は「非生産段階」とも呼ばれる。コンパウンドの調製では、1a、1bなどと称され得る複数の「非生産的」混合段階が存在してもよい。 「混合段階2」という用語は、加硫可能なエラストマーコンパウンドを提供するように、制御された温度、一般に120℃未満のコンパウンド温度で、加硫剤および任意選択で加硫パッケージの他の添加剤を段階1から得られたエラストマーコンパウンドに導入し材料に混合する、エラストマーコンパウンド調製方法の次の工程を指す。混合段階2は「生産段階」とも称される。各混合段階は、1種以上の材料の添加を可能にするために混合が一時的に中断されるが、コンパウンドの中間放出は行われないことを特徴とする、加工のいくつかの中間段階またはサブ段階を含んでもよい。 「修飾」または「官能化」という用語は、単一のポリマー鎖の一端と1種以上の修飾剤との間の鎖末端修飾反応を指す。 「カップリング」または「分岐」反応という用語は、それぞれ2つおよび2つより多くの単一ポリマー鎖末端と1種以上のカップリング剤との間の鎖末端反応に対応する。2つより多くの単一ポリマー鎖末端とカップリング剤との間の鎖末端修飾反応により、カップリング点で3つ以上のアームを含むポリマーが得られる。 本明細書において、カップリング官能基および修飾官能基は、このようにカップリングおよび修飾剤として作用する同じ薬剤中に存在してもよく、カップリング官能基は分岐を提供し、修飾官能基は、例えば充填材との相溶性を高め、その結果、充填材がコンパウンド中でより良好に分散されるようにすることによって、ポリマーの性質を修飾する。 「修飾率」という用語は、共役ジエンポリマー混合物の総量に対する、ポリマー中の修飾官能基を有する修飾共役ジエンポリマー成分の%で表される重量含有比を指す。 「分岐度」という用語は、カップリング点におけるポリマーアーム/鎖の数を指す。 ここで定義する「ランダム」(または統計)ポリマーは、非規則的または非コヒーレントな方法で重合される2種類以上のモノマーを含む。すなわち、ポリマー鎖内のモノマーの配列は、統計的法則に従う。 本明細書で定義する「ブロックコポリマー」は、規則的またはコヒーレントな方法で重合され、したがって共有結合によって連結される2つ以上のホモポリマーサブユニットを形成する2種類のモノマーから本質的になる。 本明細書における「セグメントまたはポリマーセグメント」という用語は、共役ジエンモノマー単位および芳香族ビニルモノマー単位からなる、または共役ジエンモノマー単位のみからなる共役ジエンポリマー(I)の部分を指す。 本明細書における「第1のポリマーセグメント」という用語は、第2のポリマーセグメントよりも低いTgを有するポリマーセグメントを指す。 本明細書における「第2のポリマーセグメント」という用語は、第1のポリマーセグメントよりも高いTgを有するポリマーセグメントを指す。 「共役ジエンポリマー(I)におけるポリマーセグメント比」という用語は、共役ジエンポリマー(I)全体に対する各ポリマーセグメントの平均重量分率を意味する。 本明細書における「結合共役ジエン」という用語は、重合により共役ジエンポリマー(I)に組み込まれる共役ジエンモノマー単位を指す。 本明細書における「結合芳香族ビニルモノマー単位の量」という用語は、セグメントの重量または共役ジエンポリマー(I)の重量に対する結合芳香族ビニルモノマー単位のwt%を指す。 本明細書における「ビニル単位の量」という用語は、共役ジエンポリマー(I)(Yall)またはそのセグメント(Y1、Y2)に含まれる結合共役ジエンモノマー単位に対する1,2-ビニル単位のモル分率(mol%)の値を指す。 本明細書における「微細構造」という用語は、共役ジエン単位から構成され、芳香族ビニル単位から構成されてもよい共役ジエンポリマーの組成を指す。 「本質的に~からなる」という用語は、付加的な特定の成分、すなわち、当該ポリマーコンパウンドまたはエラストマー組成物の本質的な特性に重大な影響を及ぼさないものが存在してもよいことを意味する。 発明の詳細な説明 本発明によるタイヤおよびタイヤ部品の1つ以上を調製するために使用される架橋性エラストマー組成物は、単独で、または互いとの任意の所望の組合せで解釈され、以下の好ましい特性の1つ以上を有してもよい。 好ましい範囲として記載された数値範囲は、組合せが具体的に言及されていない場合でも、上限として記載された各値と下限として記載された各値とを任意に組み合わせることによって得られる数値範囲で置き換えられてもよい。 本発明のタイヤは、後述の架橋性エラストマー組成物を架橋することによって得られる架橋エラストマーコンパウンドを含むタイヤ部品を含む。好ましくは、前記タイヤ部品は、以下の架橋性エラストマー組成物を架橋することによって得られる架橋エラストマーコンパウンドから本質的になり、より好ましくはそれからなる。 本発明の架橋性エラストマー組成物は、少なくとも以下を含む: 100phrの1種以上のエラストマーポリマー(少なくとも20phrが以下に定義する少なくとも1種の共役ジエンポリマー(I)である)、 少なくとも10phrの補強充填材、および 少なくとも0.1phrの加硫剤。